全 文 ：植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2014, 49 (2): 198–202, www.chinbullbotany.com
doi: 10.3724/SP.J.1259.2014.00198
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收稿日期: 2013-01-10; 接受日期: 2013-05-30
基金项目: 陕西省科学院科技计划(No.2012k-04)和陕西省科技统筹创新工程计划(No.2012KTCL02-07)
* 通讯作者。E-mail: Oscar_xie2003@hotmail.com
高乌头活性成分提取工艺的优化
谢斌*, 周军辉, 石新卫, 李思锋
陕西省西安植物园, 陕西省植物研究所, 西安 710061
摘要 为开发并优化高乌头(Aconitum sinomontanum)中有效成分高乌甲素及冉乌头碱的提取工艺, 采用高效液相色谱法
测定高乌甲素及冉乌头碱含量, 以二者综合提取率为考察指标, 采用正交实验设计优选最佳提取工艺。结果表明, 优选工艺
为药材粉末加10倍量的80%甲醇及2%药材量的浓盐酸, 在75°C下回流提取6小时。经验证, 优选所得的工艺稳定可行, 可
作为高乌头活性成分提取的新工艺。
关键词 高乌头, 高乌甲素, 冉乌头碱, 提取工艺, 正交实验, 高效液相色谱法
谢斌, 周军辉, 石新卫, 李思锋 (2014). 高乌头活性成分提取工艺的优化. 植物学报 49, 198–202.
高乌头(Aconitum sinomontanum)俗称九连环、
麻布七、统天袋, 在中医处方中常用于治疗风湿和类
风湿性关节炎、坐骨神经痛及胃腹冷痛等疾患。
已应用于临床用药的高乌头有效成分是高乌甲
素(lappaconitine, Lan)的氢溴酸盐。高乌甲素也被称
为刺乌头碱、拉帕乌头碱。高乌甲素在原药材中的含
量约为0.8%(周军辉等, 2007)。药理活性研究显示,
其具有显著的抗炎消肿、降温解热与局部麻醉等作用
(唐希灿等, 1983; 刘建华等, 1987; Ono and Satoh,
1988)。
对冉乌头碱(ranaconitine, Ran)的药理研究表明
其具有一定的镇痛作用, 但镇痛活性低于高乌甲素。
小剂量摄入冉乌头碱可引起大鼠心率加快, 大剂量用
药则引起快速型心律失常(张慧灵等, 2001)。 前期研
究结果显示, 冉乌头碱既是高乌头药材中含量仅次于
高乌甲素的生物碱成分, 也是氢溴酸高乌甲素原料药
中的主要杂质成分。
植物中化学成分的提取方法有溶剂法、水蒸气蒸
馏法和升华法。本文采用提取生物碱最常用的醇提
法。目前, 关于从高乌头药材中提取高乌甲素及冉乌
头碱的工艺研究报道较少, 也未见冉乌头碱的定量分
析报道。本文以甲醇为提取溶剂, 成本低、毒性小且
方便实用, 采用高效液相色谱法对高乌头中有效成分

高乌甲素及冉乌头碱进行提取工艺的优化和定量分
析, 为促进高乌头中天然产物的开发利用及氢溴酸高
乌甲素的质量控制提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料
高乌头(Aconitum sinomontanum Nakai)药材采自甘
肃永登。药材经陕西省植物研究所李思锋研究员鉴定
为毛茛科植物高乌头的根。植物标本存放于陕西省植
物研究所标本室中。
1.2 仪器试剂
实验仪器包括TE612-L型电子天平(赛多利斯科学仪
器有限公司)、AISITE中草药粉碎机(天津泰斯特仪器
有限公司)和WATERS515高效液相色谱仪(包括515
pump和2487 Dual λ Absorbance Detector等)。实验
试剂甲醇购自西安化学试剂厂, 为化学纯、色谱纯。
36%工业盐酸购自西安化学试剂厂。高乌甲素对照品
及冉乌头碱对照品为实验室自制, 经单晶衍射(Li et
al., 2011)、红外光谱、紫外光谱、13C NMR和1H NMR
等方法确定其结构; 用高效液相色谱法测定, 采用峰
面积归一化法计算, 确定其纯度大于98%。
·技术方法·
谢斌等: 高乌头活性成分提取工艺的优化 199
1.3 方法
1.3.1 高乌甲素及冉乌头碱的测定
高乌甲素及冉乌头碱的测定参照周军辉等(2007)和
刘安成等(2011)的方法。色谱条件: 用Waters Nova-
Pak C18色谱柱(3.9 mm ×150 mm, 5 μm), 以甲醇-乙
腈-KH2PO4溶液(0.05 mol·L–1)(1:2:7, v/v)为流动相,
检测波长为252 nm。理论塔板数按高乌甲素峰计算应
不低于1 000。高乌甲素峰与相邻杂质峰的分离度符合
2010版《中国药典》中分离度大于1的规定。
对照品溶液的制备: 取对照品适量, 精密称定,
用流动相溶解并稀释, 制成每1 mL中分别含高乌甲
素及冉乌头碱各200和100 μg的溶液, 摇匀。
供试品溶液的制备: 精密量取高乌头提取液20
mL, 置50 mL容量瓶中, 加入流动相至刻度, 摇匀。
精密量取供试品溶液和对照品溶液各10 μL, 分
别注入高效液相色谱仪, 记录色谱图至主峰保留时间
的2倍, 按内标法以峰面积计算。测得该批药品中高
乌甲素的含量为0.85%, 冉乌头碱的含量为0.33%。
混合标样与样品的对比图如图1所示。提取率计算公
式如下:

式中 , C样为样品浓度(mg·mL–1), C标为标准品浓度
(mg·mL–1), A为峰面积(uv×s), a为提取率(%), V测总为
待测样品溶液定容体积(mL), V测取为取用待测样品溶
液体积(mL), V滤为过滤得样品溶液总体积(mL), m药为
药材粉末量(g)。

1.3.2 高乌甲素及冉乌头碱的提取
本实验采用醇提方法, 将盐酸加入高乌头药材粉末
中, 加入适量甲醇溶液, 在一定温度下回流提取, 经
过滤即得含高乌甲素及冉乌头碱的滤液。
2 结果与讨论
2.1 单因素实验(苏燕评等, 2003)
2.1.1 温度对提取率的影响
选取4个温度值进行实验, 结果见表1。实验结果表明,


图1 混合标样和样品的比较图谱
(A) 混合标样; (B) 样品。1: 高乌甲素峰; 2: 冉乌头碱峰

Figure 1 HPLC spectrum of standards and sample
(A) Mixed standards; (B) Sample. 1: The peak of lappaco-
nitine; 2: The peak of ranaconitine



随着温度的升高, 提取率逐渐提高; 温度达到75°C
时, 高乌甲素的提取率最大; 温度超过75°C, 随着温
度的升高, 提取率反而下降。其原因可能是温度过低,
溶剂及溶质的扩散缓慢, 传质推动力低, 导致药材中
的有效成分无法释放; 而温度过高, 又有杂质溶出。

2.1.2 时间对提取率的影响
选取5个时间值进行实验, 结果见表2。实验结果表明,
随着时间的增加, 提取率逐渐提高; 时间达到6小时,
提取率最大; 此后随着时间的增加提取率又再次下
降。其原因可能是由于随着时间的增加药材中的杂质
迅速溶出导致提取率下降。

2.1.3 甲醇的质量分数对提取率的影响
选取4个甲醇浓度值进行实验, 结果见表3。实验结果
200 植物学报 49(2) 2014
表1 提取率与反应温度的关系(n=3)
Table 1 The relationship between extraction rate and tem-
perature (n=3)
Temperature (°C) 25 50 75 90
Extraction rate of
lappaconitine (%)
0.34 0.73 0.77 0.70
Extraction rate of
ranaconitine (%)
0.08 0.23 0.26 0.20


表2 提取率与反应时间的关系(n=3)
Table 2 The relationship between extraction rate and time
(n=3)
Time (h) 3 4 5 6 7
Extraction rate of
lappaconitine (%)
0.38 0.44 0.60 0.75 0.65
Extraction rate of
ranaconitine (%)
0.09 0.11 0.18 0.25 0.20


表3 提取率与甲醇质量分数的关系(n=3)
Table 3 The relationship between extraction rate and mass
fraction of methanol (n=3)
Methanol (%) 40 60 80 100
Extraction rate of
lappaconitine (%)
0.29 0.45 0.78 0.76
Extraction rate of
ranaconitine (%)
0.08 0.13 0.26 0.26


表4 提取率与固液比的关系(n=3)
Table 4 The relationship between extraction rate and solid-
liquid ratio (n=3)
Solid-liquid ratio 1:5 1:10 1:15 1:20
Extraction rate of
lappaconitine (%)
0.41 0.76 0.75 0.77
Extraction rate of
ranaconitine (%)
0.12 0.26 0.26 0.26


表明, 随着甲醇浓度的升高, 提取率逐渐升高; 甲醇
浓度达到80%时, 提取率最高; 此后随着甲醇浓度的
升高提取率保持稳定。由于高乌甲素和冉乌头碱是脂
溶性较强的生物碱, 因此随着甲醇浓度的升高, 提取
率呈现逐渐升高的趋势。

2.1.4 固液比对提取率的影响
选取4个固液比进行实验, 结果见表4。实验结果表明,
随着固液比的增高, 提取率逐渐升高; 固液比达到
1:10时提取率最高; 之后固液比再增加提取率则保持
稳定。大固液比对提取率的提高不明显。
2.2 各因素水平的选择
提取温度、提取时间、溶剂的质量分数和固液比是决
定提取率的重要因素。在单因素筛选的基础上, 拟按
4因素3水平设计实验(表5)。
2.3 正交实验设计
按照L9(34)正交表安排实验。取样品粉末10 g, 置圆底
烧瓶中, 分别加入相应质量分数及固液比的甲醇以及
5滴(2%药材量)HCl, 充分混合后回流提取, 过滤, 得
滤液, 即为样品。用高效液相色谱法分别测定正交实
验所得的高乌甲素及冉乌头碱含量, 得到二者的提取
率(表5)。
综合评分=(高乌甲素提取率×0.75+冉乌头碱提
取率×0.25)×100
综合评分的直观分析结果为A>D>C>B, 直观分
析最佳工艺为A3D2C2B3, 即用固液比为1:10的80%
的甲醇, 在75°C下提取6小时为宜。
2.4 验证实验
分别称取3份高乌头粉末各10 g, 加入10倍量80%甲
醇及5滴(2%药材量)HCl, 在75°C下提取6小时, 过
滤。取滤液20 mL定容至50 mL容量瓶中, 在相同条
件下测定。结果高乌头中高乌甲素的提取率分别为
0.82%、0.80%和0.79%。
2.5 讨论
分别用80%乙醇、2%药材量的HCl代替80%甲醇, 在
其它条件不变的情况下进行实验。结果表明, 用80%
乙醇为溶剂的提取率为0.66%(相对较低); 而用2%药
材量的HCl作为溶剂时, 在用有机试剂萃取时发生严
重的乳化现象使反应无法正常进行。另外, 还尝试用
10%药材量的Na2CO3代替2%药材量的HCl, 在其它
条件不变的情况下进行实验 , 提取率也相对较低
(0.70%)。
本实验在改变高乌头常用提取溶剂的前提下, 为
高乌头有效成分的提取提供了优化的工艺条件, 即高
乌头粉末在固液比为1:10的80%甲醇溶剂内, 在75°C

谢斌等: 高乌头活性成分提取工艺的优化 201
表5 正交实验设计及结果
Table 5 Results of orthogonal test
Factor Experiment
No. A (°C) B (h) C (%) D
Extraction rate
of lappaconitine (%)
Extraction rate
of ranaconitine (%)
Composite
score
1 25 2 60 1:5 0.26 0.10 22
2 25 4 80 1:10 0.54 0.17 44.75
3 25 6 100 1:15 0.60 0.21 50.25
4 50 2 80 1:15 0.68 0.25 57.25
5 50 4 100 1:5 0.43 0.11 35
6 50 6 60 1:10 0.63 0.22 50.5
7 75 2 100 1:10 0.85 0.30 71.25
8 75 4 60 1:15 0.69 0.24 57.75
9 75 6 80 1:5 0.77 0.26 64.25
K1 117 150.5 130.25 121.25
K2 142.75 137.5 166.25 166.5
K3 193.25 165 156.5 165.25
R 76.25 27.5 36 45.25
A: 温度; B: 时间; C: 溶剂的质量分数; D: 固液比
A: Temperature; B: Time; C: Mass fraction of methanol; D: Solid-liquid ratio


条件下提取6小时。实验结果与韦璧瑜等(1980)报道
的0.50%高乌甲素提取率相比有明显的提高, 提取率
可达0.80%。综上所述, 本方法提取条件温和, 提取
溶剂成本低, 提取条件稳定, 操作简便, 可用于工业
化生产; 采用该方法其有效成分的提取率比以往文献
报道有较大幅度的提高。
参考文献
刘安成, 李慧, 王亮生, 庞长民, 卫伟光 (2011). 石榴类黄酮
代谢产物的研究进展. 植物学报 46, 129–137.
刘建华, 朱悦心, 唐希灿 (1987). N-脱乙酰刺乌头碱和刺乌头
碱的抗炎和镇痛作用. 中国药理学报 8, 301–305.
苏燕评, 陈郑镔, 张良, 陈炳华, 刘剑秋 (2003). 多花野牡丹
红色素的提取及其稳定性研究. 植物学通报 20, 336–341.
唐希灿, 朱梅英, 冯洁, 王月娥 (1983). 刺乌头碱氢溴酸盐的
药理作用研究. 药学学报 18, 579–581.
韦璧瑜, 孔宪武, 赵志远, 王洪诚, 朱任宏 (1980). 高乌头生
物碱的研究(一). 西北师范大学学报(自然科学版) (1), 79–87.
张慧灵, 王翔毅, 杨玉梅, 刘和莉, 徐继辉 (2001). 冉乌头碱
的镇痛作用及其对麻醉大鼠心电图的影响. 包头医学院学
报 16, 261–264.
周军辉, 李静, 王新莉, 王答祺, 李思锋 (2007). HPLC法测
定高乌头药材中高乌甲素. 中草药 38, 1414–1415.
Li Y, Zhou JH, Han GJ, Wang MJ, Sun WJ, Zhao Y (2011).
X-ray crystallographic study of ranaconitine. Nat Prod
Commun 6, 1589–1590.
Ono M, Satoh T (1988). Pharmacological studies of lap-
paconitine analgesic activities. Arzneimitte/Forschung 38,
892–895.

202 植物学报 49(2) 2014
Optimization of Extracting Technology for the Active Components
in Aconitum sinomontanum
Bin Xie*, Junhui Zhou, Xinwei Shi, Sifeng Li
Xi’an Botanical Garden of Shaanxi Province, Institute of Botany of Shaanxi Province, Xi’an 710061, China
Abstract To develop and optimize the technology to extract lappaconitine and ranaconitine from Aconitum sinomonta-
num Nakai, we detected comprehensive extraction rates as an index by high-performance liquid chromatography. The
orthogonal test was used for optimizing the extraction technology. Lappaconitine and ranaconitine were extracted with 10
times 80% methanol and 2% material amount of HCl added to the material powder, then refluxed for 6 h under 75°C. The
optimized technique is stable and can be used for extracting active components from A. sinomontanum.
Key words Aconitum sinomontanum, lappaconitine, ranaconitine, extracting technology, orthogonal test, HPLC
Xie B, Zhou JH, Shi XW, Li SF (2014). Optimization of extracting technology for the active components in Aconitum
sinomontanum. Chin Bull Bot 49, 198–202.
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* Author for correspondence. E-mail: Oscar_xie2003@hotmail.com
(责任编辑: 白羽红)